(57)【要約】【課題】溶融亜鉛浴内のインダクタによる亜鉛吐出流の流動変動を最小限に抑制し、鋼板に浴内の浮遊物質等が付着することを抑制する溶融亜鉛ポットの浴温制御方法および装置を提供することを目的とする。【解決手段】溶融亜鉛ポットの浴温制御を誘導加熱装置を用いて行う溶融亜鉛ポットの浴温制御方法において、誘導加熱装置の出力に応じた単位時間あたりの電力変化量の許容値を設けて、前記誘導加熱装置への電力指令値を決定する。【選択図】図１
2007217754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融亜鉛ポットの浴温制御を誘導加熱装置を用いて行う溶融亜鉛ポットの浴温制御方法において、
誘導加熱装置の出力に応じた単位時間あたりの電力変化量の許容値を設けて、前記誘導加熱装置への電力指令値を決定することを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の溶融亜鉛ポットの浴温制御方法において、
前記誘導加熱装置の出力が、所定の基準境界値より大きい場合の単位時間あたりの電力変化量の許容値を、前記出力が
前記基準境界値より小さい場合に比べ、小さい値とすることを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御方法。
【請求項３】
溶融亜鉛ポットの浴温制御を誘導加熱装置を用いて行う溶融亜鉛ポットの浴温制御装置において、
前記誘導加熱装置への電力指令に、単位時間当りの電力変化量を制限する電力変化量リミッタを備え、該電力変化量リミッタで制限する値を前記誘導加熱装置の出力に応じて設定することを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の溶融亜鉛ポットの浴温制御装置において、
前記誘導加熱装置の出力が、所定の基準境界値より大きい場合の前記電力変化量リミッタで制限する値を、前記出力が
前記基準境界値より小さい場合に比べ、小さい値とすることを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融亜鉛ポットの浴温制御を誘導加熱装置を用いて行う溶融亜鉛ポットの浴温制御方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する設備では、亜鉛を溶解する亜鉛浴にインダクタと呼ばれる誘導式溝型電気加熱炉が設置されている。このインダクタは、溶解した亜鉛を誘導炉の溝内で加熱し、浴の温度を制御することができる。旧来のインダクタでは、電力タップを断続的に可変できるトランスを電源に用いて加熱電力の制御を行っていたが、近年は連続的に電力を可変とすることができる誘導電圧調整器（ＩＶＲ）が加熱電力制御に用いられている。
【０００３】
この誘導加熱装置の電力を制御することでめっき浴の温度を一定に制御する方法が、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。特許文献１に記載の技術は、浴温を一定にするために、浴直前の冷却帯での鋼板温度を制御する技術であり、特許文献２に記載の技術は、インゴットの投入タイミングを考慮して、投入より事前に温度制御を行い、インゴット投入後に大きな浴温の変化がないように制御する技術である。
【０００４】
ところで、インダクタは加熱対象となる浴成分（亜鉛）を溝型炉内で加熱した後吐出する装置であり、吐出速度は加熱電力が高い方が速くなる。
一方、溶融亜鉛めっき鋼板を製造する設備では、めっき対象となる鋼板の持ち込む鋼中成分が浴中に溶け出し、浴内の亜鉛と結合して硬質の浮遊物質となることがある。これは「ドロス」と呼ばれ、浴内の流動がない場合には沈降するが、稼働中の溶融亜鉛めっき鋼板製造設備ではめっき対象となる鋼板の侵入・退出による浴内流動や、浴内温度の偏りによる対流、前述のインダクタによる吐出流などの浴内流動により、ドロスが巻き上げられ、めっき鋼板に付着するケースがある。これはめっき鋼板の品質不良要因となる。
【特許文献１】特開平５−７８８０４号公報
【特許文献２】特開平９−２０９１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の特許文献１または特許文献２に記載の浴温を一定に制御する技術では、温度を一定にすることはできるが、その一方で温度を上げようとすると、亜鉛吐出流量が多くなるので、ドロスの巻上げが発生してめっき鋼板が品質不良となるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、溶融亜鉛浴内のインダクタによる亜鉛吐出流の流動変動を最小限に抑制し、鋼板に浴内の浮遊物質等が付着することを抑制する溶融亜鉛ポットの浴温制御方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る発明は、溶融亜鉛ポットの浴温制御を誘導加熱装置を用いて行う溶融亜鉛ポットの浴温制御方法において、誘導加熱装置の出力に応じた単位時間あたりの電力変化量の許容値を設けて、前記誘導加熱装置への電力指令値を決定することを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御方法である。
【０００８】
そして、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の溶融亜鉛ポットの浴温制御方法において、前記誘導加熱装置の出力が、所定の基準境界値より大きい場合の単位時間あたりの電力変化量の許容値を、前記出力が前記基準境界値より小さい場合に比べ、小さい値とすることを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御方法である。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る発明は、溶融亜鉛ポットの浴温制御を誘導加熱装置を用いて行う溶融亜鉛ポットの浴温制御装置において、前記誘導加熱装置への電力指令に、単位時間当りの電力変化量を制限する電力変化量リミッタを備え、該電力変化量リミッタで制限する値を前記誘導加熱装置の出力に応じて設定することを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御装置である。
そして、本発明の請求項４に係る発明は、請求項３に記載の溶融亜鉛ポットの浴温制御装置において、前記誘導加熱装置の出力が、所定の基準境界値より大きい場合の前記電力変化量リミッタで制限する値を、前記出力が前記基準境界値より小さい場合に比べ、小さい値とすることを特徴とする溶融亜鉛ポットの浴温制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、誘導加熱装置の出力に応じて電力変化量の許容値を設定し、その出力が所定の基準境界値より小さい場合は、単位時間あたりの電力変化量の許容値を大きくとり、一方、前記基準境界値より大きい場合は、前記許容値を小さくとるようにしたので、溶融亜鉛浴内のインダクタによる亜鉛吐出流の流動変動を最小限に抑制し、鋼板に浴内の浮遊物質が付着することを抑制することができる。このことにより、浮遊物質の付着によるめっき鋼板の品質不良を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態について、以下に図および式を参照して説明を行う。図１は、溶融亜鉛ポットの浴温制御ブロック例を示す図である。図中、ａは温度設定を、ｂは測温センサーを、ｃは温度実績を、ｄは温度偏差（設定−実績）を、ｅはコントローラを、ｆは電力指令を、ｇはリミット参照テーブル（関数）を、ｈは電力変化量リミッタを、ｉは電力指令を、ｊは誘導電圧調整器（ＩＶＲ）を、ｋはインダクタを、ｌは溶融亜鉛浴を、ｍは電源を、およびｎは変圧器をそれぞれ表す。
【００１２】
この例では、溶融亜鉛浴ｌの温度実績を温度センサーｂを使って測定し、温度設定ａへフィードバックすることで、コントローラｅが溶融亜鉛浴ｌの浴温が設定値となるよう誘導電圧調整器ｊの出力を制御し、これにより溶融亜鉛浴ｌのインダクタｋの出力を制御している。コントローラｅの制御出力である電力指令ｆに、単位時間当りの電力変化量を制限する電力変化量リミッタｈを設ける。
【００１３】
この電力変化量リミッタ（電力変化量の上限値）ｈの具体的な値は、リミット参照テーブル（関数）ｇから与える。図２は、リミット参照テーブル（関数）の一例を示す図である。この図では、電力変化量リミッタ値は、電力指令ｆをパラメータとして関数として与えている。
【００１４】
基本的には実線Ａのように定めるが、機器特性を考慮して破線Ｂ又は破線Ｃ、破線Ｄのような特性でも構わないし、低出力領域と高出力領域に分割して、その境界となる閾値より高出力側で、電力変化量にリミット値（上限値）を所定の一定の値、低出力側で高出力とは異なる所定の一定値となるようにしてもよい。あるいは、低出力領域、高出力領域ともに同じ値にしてもよい。また、電力変化量リミッタhを置く代わりに、コントローラeの積分ゲインを変更しても構わない。
【００１５】
図３は、本発明の処理手順例を示すフローチャートである。先ず、操業を管理している上位のコンピュータよりメッキ浴の目標温度である温度設定値を入力する（Ｓ１）。そして、メッキ浴に設置されたメッキ浴の温度を計測する測温センサの信号を入力して、現在の実績のメッキ浴の温度を入力する（Ｓ２）。この温度設定値と温度実績値との差（偏差）を算出し（Ｓ３）、その偏差をなくすように制御するためにＰＩ制御コントローラにて、電力指令値を得る（Ｓ４）。
【００１６】
この電力指令値に基づいて、電力リミッタ判断部によって、リミッタ参照テーブルを参照して、当該電力指令値に対応する電力変化量の上限値（リミット値）を求める（Ｓ５）。さらに、現在の電力設定値（あるいは、前回制御で算出した電力指令値）から、ＰＩ制御コントローラで算出した電力指令値にするための、電力変化量を算出する（Ｓ６）。この電力変化量と上限値を比較（Ｓ７）、電力変化量が上限値より大きい場合には、現在の電力設定値（あるいは前回制御で算出した電力指令値）に上限値を加算（Ｓ８）したものを、誘導電圧調整器であるＩＶＲに電力指令として設定する（Ｓ９）。一方、電力変化量が上限値以下の場合には、ＰＩ制御コントローラで算出した電力指令値を誘導電圧調整器（ＩＶＲ）に設定する。
【００１７】
例えば、温度設定ａと温度実績ｃの温度偏差ｄが小さい場合は、電力指令ｆの値も小さくなるので、この場合にはリミット参照テーブル（関数）ｇを参照することにより電力変化量リミッタｈでの設定値は大きくなる。低出力時にはインダクタｋによる溶融亜鉛浴ｌへの吐出流速は小さく、ドロス巻上げの影響は小さい。
【００１８】
これとは逆に、温度設定ａと温度実績ｃの温度偏差ｄが大きい場合は、電力指令ｆの値は大きくなるので、この場合にはリミット参照テーブル（関数）ｇを参照することにより電力変化量リミッタｈでの設定値は小さくなる。このような高出力時にはインダクタｋによる溶融亜鉛浴ｌへの吐出流速が大きく、ドロス巻上げの影響が大きいため、電力変動量を抑制することにより、急激な溶融亜鉛浴内の流動変化を抑制し、これにより鋼板に浴内の浮遊物質等が付着することを抑制する。ここで、電力指令ｆは、絶対値であり、インダクタの突出流量は電力量（絶対値）の関数として表される。
【００１９】
また、図２に示したリミット参照テーブル（関数）の横軸『電力指令（％）』は、インダクタの能力（定格ｋＷ）を  100％とした値で示している。当然のことながら、このインダクタの能力（定格）は、設備により異なる。
【００２０】
同様に、低出力時、高出力時の低出力、高出力とは、変化量の大小でなく、絶対値の大小を示しており、例えば、出力50kW時の突出流よりも、出力150kW時の突出流の方が流量が大きい（流速が速い）。従って、50kW→100kW変更時よりも150kW→200kW変更時の方が絶対値としての流量が大きくなるので、ドロスを巻き上げやすくなる。
【００２１】
そして、低出力、高出力と決定する基準境界値（閾値）は適宜決定すればよい。具体的には、例えば出力300kWのインダクタの場合、通常使用領域は15%(45kW)〜85%(255kW)程度とすることが一般的であり、この場合、低出力は100kW以下、高出力は100kW以上と分ければよい。但し、これに限定されるものではなく、境界を150kWなど、別の値に設定してもなんら問題はない。さらに、この基準境界値（閾値）は、ポット容量や使用範囲によっても変えてもよい。
【００２２】
また、本発明における、電力変化量リミッタの設定値を、低出力、高出力の各範囲で一定値とするのではなく、図４に示すＡからＤような関数のように、低出力〜高出力間も連続的に変化量リミッタの設定値が変わるようにしてもよく、その場合は、低出力、高出力の明確に区別されず、高出力ほどリミッタの設定値が小さくなるような設定となる。なお、図４に示される値を決定する関数も、ＡからＤ以外でもよく、操業条件に合わせて適宜決定すればよい。
【００２３】
なお、本発明における電力変化量リミッタは、電力の急激な変化により流速が変動してドロスを巻き上げるのを抑制することを主目的としているので、その主旨からすれば、基本的には電力増加時に適用すれば、十分その効果は得られるが、急な流速変動による浴内の流動変化を抑制する効果もあるので、電力を下げるときにも適用してもよい。
【００２４】
以上説明したように本発明では、鋼板に浴内の浮遊物質が付着することを抑制することができ、浮遊物質の付着によるめっき鋼板の品質不良を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】溶融亜鉛ポットの浴温制御ブロック例を示す図である。
【図２】リミット参照テーブル（関数）の一例を示す図である。
【図３】本発明の処理手順例を示すフローチャートである。
【図４】リミット参照テーブル（関数）の別の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
ａ            温度設定
ｂ            測温センサー
ｃ            温度実績
ｄ            温度偏差（設定−実績）
ｅ            コントローラ
ｆ            電力指令
ｇ            リミット参照テーブル（関数）
ｈ            電力変化量リミッタ
ｉ            電力指令
ｊ            誘導電圧調整器（ＩＶＲ）
ｋ            インダクタ
ｌ            溶融亜鉛浴
ｍ            電源
ｎ            変圧器
【図１】
2007217754.tif 000003
【図２】
2007217754.tif 000004
【図３】
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【図４】
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